皮带轮是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。皮带轮是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。皮带轮已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指皮带轮。
生产皮带轮时夹渣是最常见的缺陷,夹渣缺陷严重影响铸件的力学性能,特别是韧性和屈服强度,导致承压部位发生渗漏。造成皮带轮夹渣缺陷的原因以及改进方案。
一、缺陷原因分析
(1)熔炼或球化处理后,加入的熔剂和形成的熔渣在浇注时随金属液一起注入型腔。
(2)金属液在浇注过程中镁、稀土、硅、锰、铁等二次氧化,产生的金属氧化物和硫化物、游离石墨等上浮到铸件上表面或滞留在铸件内的死角和砂芯下表面等处。
(3)由于含硫量过高,使金属液含有大量硫化物,浇注后在铸件内部形成渣。
(4)金属液中各组元(碳、锰、硫、硅、铝、钛)之间或这些组元与氮、氧之间发生化学反应,其氧化物与炉衬、包衬、砂型壁或涂料之间发生界面反应形成夹渣。
二、改进方案
(1)熔炼时对原材料进行分拣,保证干燥、清洁、无锈蚀。
(2)提高铁液出炉温度和球化处理温度,对浇包进行充分烘烤。
(3)金属液在浇包内应静置一段时间,以利于渣上浮。
(4)降低原铁液含硫量,在保证球化前提下,尽可能减少皮带轮的残留镁含量。
(5)浇注系统改进。为保证铁液在充填型腔的过程中平稳、流畅,按大孔出流理论对浇注系统进行了改进。采用开放式浇注系统,通过增大进流截面降低进流速度。铸件整体分散进流,快速充型,保证浇口杯、直浇道及时充满。